流体的基本属性
连续介质假设
流体是由无数个质点组成,它们在任何情况下均无空隙地占满所占据的空间。
可以用克努森数来判断分子的相对离散程度(一般空气的自由程为10nm)
Kn = 分子的平均自由程与研究物体的特征长度的比值。
- Kn小于0.01,连续流
- Kn 0.1~1为滑移流
- 1~10为过度流
- 大于10为离散流
几个特性
- 易流动性。流体在静止状态下不能受剪切应力。
- 压缩性与弹性。流体在运动过程中,由于温度和压力等因素的改变,引起其体积发生变化的性质称为流体的压缩性,把流体抵抗压缩变形的能力称为弹性。弹性模量:引起单位相对体积变化所需的压强增量。
V为流体微团的体积。 - 粘滞性(流体的动量输运)。
牛顿内摩擦定律: - 热传导性(流体的热量输运)
傅里叶定律: - 扩散性(流体的质量输运)
菲克定律:
作用在流体微团上力的分类
推到过程看教材P33
质量力:外力场作用于每个流体质点上的力,与质量成正比。如重力、惯性力等。
表面力:相邻流体或物体对曲面上的力。
静止流体内任一点压强的各向同性特征
教材P34
最终结果就是静止流体中过一点作用在任意方向斜面上的压强相等(与作用面的方位无关),方向垂直指向作用面。即任意一点的压强可表示为坐标的连续函数
欧拉平衡微分方程组
教材P35
当流体静止平衡时,单位质量力沿某个方向的分量等于压强沿该方向偏导数除以密度。
其他两个方向相同
将那三个方程乘以dx、dy、dz,经过我看不懂的推到得到:
流体在静止状态下,作用于流体质点上的质量力一定是有势力。但在有势力作用下,流体可以静止,也可以运动。
就是存在一个函数是质量力的力势函数:
y、z类似。(不会打偏微分,就用这个代替了)
- 质量力为有势力的充分必要条件为:
,,
还有啥等压面啥的,看课本哦。
重力场静止液体中的压强分布规律
P38
各项物理意义:
z代表单位质量液体所具有的重力势能;
代表单位质量液体所具有的压强势能;
H代表单位质量液体所具有的总势能。
- 帕斯卡原理:
- 相对压强、绝对压强、标压、真空度等概念。